• 한국토양비료학회지
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• 제35권1호
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• pp.47-58
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• 2002

남부지방을 중심으로 많은 시설재배지가 염류집적의 문제를 해결하기 위해 윤답전환체계로 운영되고 있으나, 윤답전환체계가 토양의 이화학적 특성 및 인산의 집적에 미치는 영향에 대한 연구가 거의 없었다. 경남 진주지역 윤답전환체계 운영시설재배지(RS) 22곳의 토양을 깊이별로 채취하여 이화학적 특성 및 인산의 분포특성을 인근 비윤답전환 시설재배지(NRS) 토양과 비교하였다. RS 표층토(Ap)의 전기전도도(EC)는 NRS에 비해 약 평균 약 $1.0dS\;m^{-1}$ 정도가 낮았으나 30cm 이하의 심층부에서는 RS의 EC값이 NRS에 비해 높아졌다. 깊이가 깊어질수록 두 형태간 EC값의 차이는 증가하여 세척된 염분이 상당부분 심층부로 이동되고 있음을 확인할 수 있었다. 기대와 달리 표층토의 유기물 함량은 RS가 NRS에 비해 약 $3g\;kg^{-1}$이 높았으며 이는 두 형태가 년간 유기물 시용량 차이에 기인된 것으로 해석되었다. 깊이가 증가 할수록 유기물 농도는 EC분포와 동일한 경향을 보여 윤답전환 과정중 단소의 유기물이 심층부로 이동되고 있음을 추정할 수 있었다. 전인산(T-P) 함량은 RS의 표층토가 NRS에비해 약 $850mg\;kg^{-1}$ 낮았으며, 이러한 경향은 심토까지 계속되었다. T-P의 약 90% 이상은 Inorganic P의 형태이었으며, Organic P와 Residual P가 저은 비율로 분포하였다. Inorganic P는 T-P에서와 같이 RS가 NRS에 비해 낮은 농도로 분포하였으며 깊이가 증가함에 따라 큰 폭으로 감소하였다. 이에 반해 Organic-P는 30cm 이상의 표층토에서는 RS가 NRS에 비해 낮은 농도로 분포하였으나 30cm 이하의 심층토에서는 RS가 NRS에 비해 높은 농도로 분포하였다. 특히 RS에서 Organic P는 NRS에서와 달리 깊이가 깊어짐에 따라 점점 증가하여 윤답전환지에서 인산이 상당 부분 Organic P의 형태로 이행되고 있음을 알 수 있었다. 표층토내 Extractable P는 Al-P와 Ca-P가 가장높은 비율로 존재하였으며, Fe-P와 수용성 P(W-P)의 순의 낮은 비율로 분포하였다. Ca-P와 W-P는 전 토양깊이에서 RS가 NRS에 비해 낮았으나 Al-P는 두 형태간 큰 차이가 없었다. 이에 반해 Fe-P는 RS가 NRS에 비해 높은 농도로 분포하였으며 20~40cm 사이에 가장 높은 농도로 분포하여 논토양 조건에서 영향을 받은 것으로 판단되었다. 결과적으로 윤답전환에 의한 약간의 T-P의 감소는 주로 W-P, Ca-P와 Organic P 형태로 주로 이동되었던 것으로 간접 해석되나 그 양은 기대했던 것에 비해 미미한 수준인 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권4호
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• pp.392-400
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• 2003

남해 중부해역 반폐쇄성 만과 유기오염 유입원이 다수 존재하는 7개 연안에서 2003년 5월 13일부터 17일에 걸쳐 산소 미세전극을 이용 공극수내 산소의 수직분포를 측정하였다. 관측된 산소투과깊이 범위는 1.30∼3.80 mm로 매우 작았다. 극히 얕은 산화층 존재는 초기속성 작용 연구 중 산화$.$환원 반응연구를 최소한 mm 단위로 연구할 필요성을 제시한다. 공극수 수직분포에 1차 확산-반응 모델을 적용하여 추정된 퇴적물/해수 계면에서 산소소모율 범위 는 10.8∼27.6 mmol $O_2$ m$^{-2}$ day$^{-1}$(평균 19.1 mmol $O_2$ m$^{-2}$ day$^{-1}$)였고 퇴적물 유기탄소 농도와 양의 상관관계를 보였다. 또한 플럭스에 산소 대 탄소 비 (170/110)를 적용하여 추정한 유기탄소 산화율은 89.5∼228.1 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$(평균: 158.0 mg C m$^{-2}$ day$^{-1}$)였다. 이들 결과는 남해중부 해역중 유기물 유입이 많은 지역을 대상으로 한 결과로 남해 평균 값 중 최대값으로 생각되며 연안환경의 부영양화 및 빈산소 수괴 형성 기작을 밝히기 위해서는 이러한 연구가 보다 많은 지역에서 계절적으로 수행되어져야 할 것으로 생각한다.

• 생태와환경
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• 제36권2호통권103호
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• pp.181-190
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• 2003

옥천천(만)유역을 대상으로 2002년 5월부터 9월까지 총 6회 수환경을 조사하였다. 환경 요인은 하천과 구간에 따라 차이가 컸고, 유수환경과 정수환경에서 더욱 현저하여 대비가 되었다. 수중 영양염은 상류 하천에서 비교적 저농도이었으나, 하수처리수 유입 후부터 고농도로 전환되어 점오염원 영향이 절대적이었다. 특히, 유역에서 SRP와 $NH_4$의 분포는 다른 영양염에 비해 매우 뚜렷하였고, 하수처리수의 영향을 평가함에 있어 가장 중요한 인자가 될 수 있었다. 하수처리수의 유입직 후 정점에서 SRP의 평균 농도는 919.3${\mu}g$ P/l로써 유역에서 가장 영향력이 컸고, P농도에 의해 수중 영양염 비율이 조절됨을 알 수 있었다. 하수처리수의 지속적 공급은 하류의 만입부에서 chl-a 증가를 유도하는 결정적인 요인으로 볼 수 있었다. 남조류가 대발생한 시기에 만입부에서chl-a 농도는 234.5${\sim}$l,692.2 ${\mu}g$/1범위이었고, 8월에 최대 현존량은 ml당 $1.0{\times}10^6$ 세포를 훨씬 초과하여 담수적조 수준보다 200배 이상이었다. 이러한 결과는 다른 환경요인에서 잘 반영되었고, 그 중에서 AFDM/TSS 비는 100%로써 조류에 의한 수질오염이 극심함을 잘 반영하였다. 따라서, 하수처리수에 포함된 P와 N 저감이 선행되어야 하천 수환경 개선 뿐만 아니라 저수지 수질관리에 효과가 있을 것으로 본다.

• 화훼연구
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2009

본 연구는 부유 식물 물상추를 이용하여 수질 개선과 무기양분 흡수 특성을 알아보기 위하여 수행되었다. 초기 Sonneveld-2S 처리에서 물상추는 $NH^+_4$를 $NO^-_3$보다 더 많이 흡수하여 초기 pH 값이 가장 낮았으나 시간이 지남에 따라 pH가 올라갔다. 대부분 빗물로 구성된 연못은 EC가 생육시기 전반에 걸쳐 낮았다. 식재 30일에서 50일 사이에 총 부유물질이 모든 처리에서 급격하게 증가하다가 그 이후 다시 감소하였다. 생육기간 동안 DO는 낮아졌으며 동시에 COD 값은 이와 상반된 결과를 보였다. 식재 100일 후 물상추의 초장, 초폭, 분지수와 생체중은 Sonneveld-2S 처리에서 가장 높았으며 연못물에서 가장 낮았다. 연못물 처리를 제외한 모든 처리에서 분지수는 급격히 증가하였다. 특히 생활하수에서 초장과 초폭은 Sonneveld-2S와 Sonneveld-1S 처리와 거의 비슷할 정도로 식물 생장이 왕성하였다. Yamazaki의 공식으로 무기 양분의 흡수량을 계산한 결과 총질소는 Sonnveld-2S에서 $112.5me{\cdot}L^{-1}$, Sonnveld-1S에서 $56.6me{\cdot}L^{-1}$, Sonnveld-1/2S에서 $17.4me{\cdot}L^{-1}$, 연못물에서 $3.7me{\cdot}L^{-1}$ 그리고 생활하수에서 $31.8me{\cdot}L^{-1}$로 다른 무기 이온에 비해 질소를 가장 많이 흡수하였다. 총 질소의 흡수량은 각각 식물체 분석 결과 물상추 내 총 질소는 모든 처리에서 지하부가 지상부에 비해 더 높았다. 생활하수 처리에서 총 질소는 지상부와 지하부가 비슷한 수준을 보였다. 인은 Sonnveld-2S에서 $15.6me{\cdot}L^{-1}$, Sonnveld-1S에서 $1.72me{\cdot}L^{-1}$, Sonnveld-1/2S에서 $3.13me{\cdot}L^{-1}$, 생활하수에서 $5.0me{\cdot}L^{-1}$ 흡수하였다. 물상추가 식물 양분 형태로 질소와 인을 흡수 및 제거하여 부영양화된 수질을 정화할 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권5_1호
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• pp.959-974
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• 2021

Forel-Ule Index (FUI)는 자연에 존재하는 담수 및 해수의 색을 남색부터 고동색까지 21 가지의 등급으로 구분하는 지표이다. FUI는 여러 선행연구에서 수계의 부영양화 지수, 수질인자, 광 특성 등과 연관 지어 분석되었으며, 여러 수질인자의 광학적 정보를 동시에 가지고 있는 새로운 수질 지표로써의 가능성이 제시되었다. 본 연구에서는 500 m의 높은 공간해상도를 가지는 정지궤도 해양위성해색탑재체(Geostationary Ocean Color Imager; GOCI) 관측 자료와 Random Forest (RF) 기계학습 기법을 활용하여 Ocean Colour-Climate Change Initiative(OC-CCI) 기반의 4 km FUI 자료를 공간 상세화 시켰다. 이를 활용하여 우리나라 연안 해역에 대한 수질인자와의 상관관계와 주요 해역에 대한 FUI의 공간적 분포 및 계절별 특성 변화를 분석하였다. 검증 결과 RF 기법으로 추정한 RF FUI는 결정계수(R²)=0.81, 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error; RMSE)=0.7784로, Pitarch의 OC-CCI FUI 알고리즘을 적용하여 계산한 GOCI FUI 추정 정확도(R²=0.72, RMSE=0.9708) 대비 향상된 결과를 보였다. RF FUI는 총 질소(Total Nitrogen), 총 인(Total Phosphorus), 클로로필-a(Chlorophyll-a), 총 부유물질(Total Suspended Solids), 투명도(Secchi Disk Depth)를 포함하는 5가지 수질인자와 각각 0.87, 0.88, 0.97, 0.65, -0.98의 상관계수로 강한 상관성을 보였다. 산출된 FUI의 시간적 패턴 역시 여러 수질인자와의 물리적 관계를 반영하며 유의미한 계절적 패턴의 변화를 보였다. 본 연구의 결과로 한반도 연안 수질 관리에서 고해상도 FUI의 활용 가능성을 제시하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권2호
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• pp.187-201
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• 2019

본 연구에서는 2008년 6월과 2009년 5월 조사기간 동안 금강의 상 중 하류부의 14개 지점을 선정해서 이 화학적 수질의 특성을 파악하였으며 어류군집의 분포 및 길드 분석과 어류생물통합지수(Fish Assessment Index, FAI)의 다변수 8개 메트릭을 이용해 금강 수계의 건강도를 평가하였다. 수질 변수 평균 변화를 분석해 본 결과 중상류지점은 수질변수의 변이양상이 크게 없었고 갑천과 미호천이 합류되는 지점부터 유기물질이 축적되어 수질 변수가 급격한 변이양상을 보였다. 이 화학적 수질 특성을 분석한 결과, 미호천과 갑천이 합류되는 하류지점부터 BOD, COD, TN, TP, Cond, Chl-a는 증가하는 경향을 보였고 DO는 감소하여 부영양화와 녹조현상이 진행되고 있는 것으로 사료된다. 어류 군집 분석 결과, 종 풍부도지수와 종 다양도 지수는 중상류지점에서는 증가한 양상을 보인 반면 하류구간에서는 감소하는 양상을 보여 상류는 생태적 안정성은 양호하고 하류는 생태적으로 비교적 불안정한 것으로 보였다. 어류종 분포 분석결과 우점종은 피라미(Zacco platypus)이며 전체 어종의 20.9%를 차지하였고 아우점종은 참갈겨니(Zacco koreanus)가 13.1%를 차지했다. 어류 내성도 및 섭식길드 특성 분석에 따르면, 중상류지점에는 민감종, 충식성 그리고 여울성 어종이 우점한 반면 미호천이 유입되면서 하수종말처리장 오염원으로 영향을 받는 하류구간부터 내성종, 잡식성 그리고 정수성 어종 우점에 결정적인 영향을 준 것으로 나타났다. 따라서 우리는 수질 상태를 개선하기 위해 특히 도심 오염원의 부하량을 줄이도록 노력해야 하며 수생태계 보존과 복원에 관심이 필요한 것으로 요구된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권3호
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• pp.10-20
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• 2019

전 세계적으로 기후변화로 인한 불규칙적인 강우의 영향으로 수계에서는 비점오염에 의한 부영양화, 녹조현상 등이 빈번하게 발생되고 있다. 특히 이러한 수계오염은 원활한 용수공급을 위한 저수지 유속이 느린 하천이 인접해있고, 축사 퇴비 등이 다수 분포해 있어 비점오염의 수계유입이 쉬운 농업지역이 취약하다. 따라서, 본 연구에서는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 영상과 수계부영양화를 발생시키는 총인 총질소, 녹조발생과 간접적인 연관성이 있는 클로로필-a의 상관분석을 통해 소하천 수질 특성 파악에 UAV의 활용 가능성을 분석하였다. 분석에는 대상지인 양천, 함양위천 소권역에서 수집한 다중분광 영상 및 녹조탐지에 사용되는 식생지수 NDVI(Normalized difference vegetation index), NDRE(Normalized Difference Red edge), CIRE(Chlorophyll Index Red edge)를 활용하였다. 채수지점에 대한 영상값과 수질분석 값의 상관관계를 분석한 결과 총인은 유의수준 0.05 이내에서 CIRE(0.66)와 클로로필-a는 Blue(-0.67), Green(-0.66), NDVI(0.75), NDRE(0.67), CIRE(0.74)와 상관관계를 보였다. 총질소는 유의수준 0.05에서 Red(-0.64), Red edge(-0.64), NIR(-0.72)와 상관관계를 보였다. 본 연구결과를 통해 UAV 기반 다중분광 영상과 수질오염 발생 인자에 대한 유의미한 상관관계를 확인하였고, 녹조탐지에 사용하는 식생지수의 경우 클로로필-a뿐만 아니라 총인의 파악에도 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 이는 농업지역의 비점오염 관리우심 지역 선정 등 관리대책을 마련하는데 유의미한 자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.107-114
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• 2021

Mg₂NiH_x-5 wt% CaO 수소 저장 복합재료의 합성 공정에 대한 환경 영향 특성을 분석하기 위해 물질전과정평가(material life cycle assessment, MLCA)를 수행하였다. MLCA는 Gabi 소프트웨어를 사용하였으며, Eco-Indicator 99' (EI99)와 CML 2001 방법론을 기반으로 하여 분석하였다. Mg₂NiH_x-5 wt% CaO 복합재료는 수소 가압형 기계적 합금화법(hydrogen induced mechanical alloying, HIMA)에 의해 합성되었다. X-선 회절분석기(X-ray diffraction, XRD), 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM), 에너지 분산형 X-선 분광법(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS), 비표면적 분석(Bruner-Emmett-Teller, BET), 열중량 분석(thermogravimetric analysis, TGA)을 이용하여 복합재료의 야금학적, 열화학적 특성을 분석하였다. CML 2001 및 EI99 방법론을 토대로 MLCA를 수행하여 분석한 정규화 결과, Mg₂NiH_x-5 wt% CaO 복합재료는 지구온난화(GWP)와 화석연료의 환경 부하 값에서 가장 높은 수치를 나타내었다. 이는 CaO 첨가에 따른 제조 공정에서의 추가적인 전기 사용으로 인한 것으로 판단된다. 따라서 향후 합금 설계 시에 제조 공정 시간 단축을 통한 공정 최적화 및 친환경적인 대체물질을 탐구하여 환경적인 요인을 고려한 연구를 모색해 볼 필요가 있다.

• 생태와환경
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• 제45권2호
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• pp.158-173
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• 2012

본 연구는 대청호 본류유역 7개 지점과 대청호 유입지류 8개 지점을 선정하여 2001년부터 2010년까지 측정된 환경부 수질자료를 분석해 시 공간적 변이를 파악하고, 더불어 대청호 유입 지류에 의한 대청호 수질의 영향을 분석하였다. 본류 수역의 연평균 수질 자료 분석결과에 따르면, 질소(N) 및 인(P)의 농도는 호수대 내에서 상류역에서 댐(M7)으로 갈수록 거리에 따라 1차 함수적으로 감소하는 경향을 보였다. 호수내 유수대(M1~M3), 전이대(M4~M6) 및 정수대(M7)의 TN과 TP는 외국 인공호들과 마찬가지로 뚜렷한 Zonation 패턴을 보였다. 반면, 호수내 유기물 지표로서 엽록소(CHL)와 BOD는 TN과 TP의 구간별 연속적 감소 패턴과는 달리 전이대에서 최고치를 보였다. 유수대에서는 몬순 집중강우기인 8월에 TP가 377 ${\mu}gL^{-1}$로서 최대치를 보였으나, 정수대에서는 7월에 165 ${\mu}gL^{-1}$로서 최대치를 보였다. 한편, 유수대의 TN은 3월 최대치(8.52 $mg\;L^{-1}$)를 보였으며, 정수대의 TN은 본류에 비해 상대적으로 낮은 수치를 보였고, 최대치는 8월 (3.76 $mg\;L^{-1}$)에 관측되었다. 집중강우에 의한 이온희석현상은 9~10월에 극명하게 나타났다. 호수내 제한요인의 평가지표로서 이용되는 TN : TP 비는 88 이상으로서 이미 대청호는 질소가 과잉공급 상태인 것으로 사료되었다. 몬순강우에 따라 호수의 수질은 악화되는 경향을 보였으며, TP와 SS가 강우에 가장 민감하게 반응하였고, CHL은 정수대의 변이 폭이 높게 나타났다. 호수내로 유입되는 지천의 영향평가에 따르면, 도심형 하천이자 농공단지와 하수처리장의 영향을 받고 있는 T1, T2 및 호수내에 가장 큰 영향을 줄 것으로 사료되는 옥천천(T5)의 오염도가 가장 높게 나타났다. 호수의 경험적 모델 분석에 다르면, 호수내에서 CHL의 변이는 유수대($R_z$: $R_2$=0.044, p=0.264)와 전이대 ($T_z$: $R_2$=0.126, p=0.054)에서 TN에 의해 통계학적 유의성을 보이지 않았으나, 정수대($L_z$)에서 질소는 조류 생장에 억제효과($R_2$=0.458, p=0.032)를 가질 수 있는 것으로 나타났다. 한편, 유입 지천($I_w$)의 TN은 호수내($I_r$)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 없는 것으로 나타났고($R_2$=0.258, p=0.110), 유입 지천($I_w$)의 TP는 호수내($I_r$)의 CHL의 변이에 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 나타났다 ($R_2$=0.567, p=0.005). 즉, 지천의 TP 유입은 대청호의 조류 생장에 직접적으로 영향을 주는 것을 의미하였다. 한편, 대청호의 TN : TP 비는 지천의 TN보다는 TP에 의한 영향을 받는 것으로 나타나 결국 TN : TP 비는 직접적으로 인(P)의 농도에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 따라서 호수내의 여름철 TP와 SS 유입을 최소화 시키고, 높은 인이 유입되는 도심형 하천(옥천천)의 수질 개선이 대청호의 수질 개선에 큰 도움을 줄 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제37권2호통권107호
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• pp.180-192
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• 2004

본 연구는 2002년 11월부터 2004년 2월까지 수심이 얕은 부영양상태의 저수지에서계절에 따른 수질변화와이에 대한 유입 부하량 영향을 평가하기 위해 이루어졌다. 수심간의 수온차가 $1^{\circ}C\;m^{-1}$ 이상의 수온약층이 5월에 형성되었고, 심층에서 2 mg $O_2\;L^{-1}$ 이하의 낮은 산소농도가 5월부터 9월까지 관찰되었다. $Z_{eu}/Z_{m}$은 0.2${\sim}$l.1의 범위로 수온약층 형성으로 혼합 층이 수심 4m근처이고 유광대 층이 수심 4.3m였던 5월을 제외하고는 대부분의 기간 동안에 유광대층에 비해 혼합층의 수심이 깊은 것으로 나타났다. 수체내 질소는 1.1 ${\sim}$ 4.5 mg N $L^{-1}$ 의범위로, 대부분이 용존 형태(Avg. 58.7%)로 존재하고 있었으며 결빙된 수표면의 해빙 시에 암모니아성 질소와 질산성질소가 증가하였다. 저수지내 총인 농도는43.g${\sim}$126.6 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$범위로 대부분은 입자성인의 형태(Avg. 80%)로 존재하고 있었다. 용존무기인 농도는 심층에서의 일시적인 증가가 관찰된 7월과 8월을 제외하고는 10 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$ 이하였다. 엽록소 a 농도의 뚜렷한 증가는인 유입부하량이 많았던 7월 (99 ${\mu}g\;L^{-1}$)과 11월 (109 ${\mu}g\;L^{-1}$)에 관찰되었고 수체내 총인과 양의 상관성을 보였다(r=0.55, P<0.008, n=22).수층간의 평균 엽록소 a 농도는11월 8일에 84.5${\pm}$29.0 ${\mu}g\;L^{-1}$으로 가장 높았고 2월에13.5${\pm}$ 1.0 ${\mu}g\;L^{-1}$로 가장 낮았다. 유입수량이 증가할 수록유입수내 층인 농도도 증가하는 경향을 나타냈으며(r=0.69,P<0.001), 1년 중 강우량이 많았던 7월 25일 하루동안에 연간 총인 유입부하량의 40.5%가 유입되었고, 11월 8일에도 17.1%가 유입되었다. 유역으로부터 유입되는총인 부하량은 159.0kg P $yr^{-1}$였고, 식물플랑크톤에 의해직접 이용 될 수 있는 용존무기인 부하량은 126.3 kg P $yr^{-1}$로 총인의 77.7%에 해당하였다. 총 질소 부하량은 5.0 ton $yr^{-1}$로 총 인 부하량(159.0 kg P $yr^{-1}$)에 비해 30배 정도 많았으며, 총질소 부하 중 무기질소 부하량은3.9 ton $yr^{-1}$로 총 질소의 78%였다. 인 임계 부하량은 1.6 g ${\cdot}$ $m^{-2}$${\cdot}$$yr^{-1}$으로 과잉임계부하량을 상회하는 수준 이였다. 본 연구결과 저수지의 유역으로부터 유입되는 많은양의 유입 인 부하는 저수지 수질의 계절적인 변화 뿐 만아니라 부영양화의 가장 큰 원인으로 나타났으며, 중영양상태의 수질을 유지하기 위해서는 총인 유입부하량(159 kg $yr^{-1}$)의 71%가 감소되어야 할 필요성이 제기되었다. 또한 여름철 심층 산소 고갈이 야기되었고, 이 시기에 퇴적물로 용출된 인이 식물플랑크톤 성장에 이용될 수 있기때문에 퇴적물에 대한 관리도 수행될 필요가 있다.